JP5456271B2 - 交通信号制御装置、コンピュータプログラム及び交通信号制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、交通状況を考慮して最適な信号制御パラメータを選択することができる交通信号制御装置、コンピュータプログラム及び交通信号制御方法に関する。

複数の信号制御パラメータを記憶しておき、時刻に応じ予め指定しておいた信号制御パラメータを選択し、交通信号制御を行う交通信号制御機が知られている（非特許文献１参照）。この交通信号制御機では、運用開始前に予め交通需要を把握したうえで、時刻別に需要をパターン化し、それぞれの需要パターンに適用する複数の信号制御パラメータを設定している。
「改訂 交通信号の手引き」 編集・発行 社団法人 交通工学研究会（６８〜７０頁）

しかしながら、運用開始後に交通需要そのものが変化した場合には、時刻に応じて選択した信号制御パラメータは、その時刻の交通状況に適した信号制御パラメータに該当しない可能性があり、交通状況に応じた適切な交通信号制御が行われない可能性があった。

そこで、本発明は、交通状況を考慮して適切な信号制御パラメータを選択することができる交通信号制御装置、コンピュータプログラム及び交通信号制御方法を提供することを目的とする。

第１発明の交通信号制御装置は、１つの交差点に流入する複数の道路区間における交通を制御する交通信号制御装置であって、複数の信号制御パラメータを取得する信号制御パラメータ取得手段と、前記道路区間を移動する移動体の所定周期毎又は所定距離毎の時刻及び位置を含む軌跡情報に基づいて算出された当該道路区間における旅行時間又は当該旅行時間に基づいて算出された速度の情報を取得する旅行時間取得手段と、前記取得した旅行時間又は速度の情報に応じて、前記取得した複数の信号制御パラメータから一の信号制御パラメータを選択する信号制御パラメータ選択手段と、前記選択した信号制御パラメータを用いて前記道路区間に設置された複数の信号灯器における各信号灯色の点灯及び消灯を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする（請求項１）。

ここで、軌跡情報とは、複数時点における時刻と位置とを含む情報のことである。第１発明の交通信号制御装置は、制御対象となる道路区間における旅行時間又は速度の情報を取得し、その旅行時間又は速度の情報に応じて、複数の信号制御パラメータから１つの信号制御パラメータを選択する。道路区間における旅行時間の情報は、道路区間の旅行時間そのものの情報であっても良いし、道路区間の単位距離当たりの旅行時間の情報であっても良い。これにより、第１発明の交通信号制御装置は、仮に運用開始後に交通需要が変化した場合であっても、交通状況を考慮して適切な信号制御パラメータを選択することができる。

また、移動体の軌跡情報を用いれば、旅行時間又は速度の情報を精度良く算出することができるので、第１発明の交通信号制御装置は、より交通状況を考慮した適切な信号制御パラメータを選択することができる。

前記軌跡情報は、移動体から取得することが好ましい。例えば、交通信号制御装置は、移動体と通信可能な路上装置を介して、移動体から軌跡情報を取得することができる。路上装置は、光ビーコン、電波ビーコン、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication : 専用狭域通信）などの局所通信装置、無線ＬＡＮやＷｉＭＡＸ（Worldwide interoperability for microwave access）、携帯電話と通信可能な装置などの中・広域通信装置などが好ましい。これらの路上装置は必ずしも交通信号制御装置の制御対象となる道路区間上に設置されている必要はなく、当該道路区間上を移動（走行）する移動体の軌跡情報を当該移動体から取得できるのであれば、設置位置は特に限定されない。従って、上記制御対象となる道路区間上を移動（走行）する移動体の軌跡情報を既存の路上装置を介して取得できる場合は、新たに当該道路区間上に超音波式車両感知器などの車両感知器を設置しなくとも、交通信号制御装置は交通状況を考慮した適切な信号制御パラメータを選択することができるので、コストを抑えつつ、交通状況に応じた適切な交通信号制御を行うことが可能となる。

また、交差点に流入する道路区間の交通状況を考慮して、いずれかの道路区間の混み具合が大きい場合には、その方向の通行を優先して、それ以上混み具合が大きくならないようにすることができる。

前記信号制御パラメータには、サイクル長が含まれ、前記信号制御パラメータ選択手段は、前記複数の道路区間のうちの１又は複数の道路区間における旅行時間が大きいほど、又は前記複数の道路区間のうちの１又は複数の道路区間における速度が小さいほど、大きなサイクル長が含まれる信号制御パラメータを選択することが好ましい（請求項２）。

第１発明の交通信号制御装置は、複数の道路区間のうちの１又は複数の道路区間における旅行時間が大きいほど、又は複数の道路区間のうちの１又は複数の道路区間における速度が小さいほど、大きなサイクル長が含まれる信号制御パラメータを選択することで、青信号の時間を長くし、車両が赤信号で停止する確率を小さくする。これにより、交通状況がこれ以上混雑・渋滞に向かうことを抑制することができる。

前記信号制御パラメータには、スプリットが含まれ、前記複数の道路区間には、少なくとも２つの、同時に通行権が与えられない通行権非同時道路区間が含まれ、前記信号制御パラメータ選択手段は、前記通行権非同時道路区間のうちの一の通行権非同時道路区間における旅行時間が当該通行権非同時道路区間のうちの他の通行権非同時道路区間における旅行時間よりも大きいほど、又は前記通行権非同時道路区間のうちの一の通行権非同時道路区間における速度が当該通行権非同時道路区間のうちの他の通行権非同時道路区間における速度よりも小さいほど、前記一の通行権非同時道路区間に対して通行権が与えられる時間の比率が、前記他の通行権非同時道路区間に対して通行権が与えられる時間の比率よりも大きくなるスプリットが含まれる信号制御パラメータを選択することが好ましい（請求項３）。

例えば、交差点に少なくとも２つの道路区間が流入しており、第１発明の交通信号制御装置が、そのうちの一の道路区間が青信号の間は他の道路区間が赤信号となるように、他の道路区間が青信号の間は一の道路区間が赤信号となるように、交通信号制御を行う場合、第１発明の交通信号制御装置は、一の道路区間における旅行時間が他の道路区間における旅行時間より大きいほど、又は一の道路区間における速度が他の道路区間における速度より小さいほど、一の道路区間の青信号の時間比率が他の道路区間の青信号の時間比率よりも大きくなるスプリットが含まれる信号制御パラメータを選択することで、一の道路区間の青信号の時間を他の道路区間の青信号の時間よりも長くする。これにより、一の道路区間の交通状況がこれ以上混雑・渋滞に向かうことを抑止することができる。なお、一の道路区間における旅行時間、他の道路区間における旅行時間のうちのいずれか一方、あるいは、一の道路区間における速度、他の道路区間における速度のうちのいずれか一方は、予め定められた所定値であっても良い。

前記複数の道路区間には、少なくとも２つの、同時に通行権が与えられる通行権同時道路区間が含まれ、前記通行権同時道路区間のうちの一の通行権同時道路区間は、前記一又は他の通行権非同時道路区間のいずれか一方であり、前記通行権同時道路区間のうち、旅行時間が最も大きい通行権同時道路区間又は速度が最も小さい通行権同時道路区間を選択する旅行時間選択手段を備え、前記信号制御パラメータ選択手段は、前記選択した通行権同時道路区間における旅行時間を、前記一又は他の通行権非同時道路区間における旅行時間として取り扱い、あるいは、前記選択した通行権同時道路区間における速度を、前記一又は他の通行権非同時道路区間における速度として取り扱い前記一の通行権非同時道路区間における旅行時間が前記他の通行権非同時道路区間における旅行時間よりも大きいほど、又は前記一の通行権非同時道路区間における速度が前記他の通行権非同時道路区間における速度よりも小さいほど、前記一の通行権非同時道路区間に対して通行権が与えられる時間の比率が、前記他の通行権非同時道路区間に対して通行権が与えられる時間の比率よりも大きくなるスプリットが含まれる信号制御パラメータを選択することが好ましい（請求項４）。

例えば、交差点に４つの道路区間が流入しており、そのうちの２つの道路区間と他の２つの道路区間が交差しており、第１発明の交通信号制御装置が、前者の２つの道路区間が青信号の間は後者の２つの交差側道路区間が赤信号となるように、後者の２つの交差側道路区間が青信号の間は前者の２つの道路区間が赤信号となるように、交通信号制御を行う場合、第１発明の交通信号制御装置は、前者の２つの道路区間のうちで大きい方の旅行時間、又は小さい方の速度を選択し、同様に、後者の２つの交差側道路区間のうちで大きい方の旅行時間、又は小さい方の速度を選択する。そして、第１発明の交通信号制御装置は、前者の２つの道路区間について選択した旅行時間が、後者の２つの交差側道路区間について選択した旅行時間より大きいほど、又は前者の２つの道路区間について選択した速度が、後者の２つの交差側道路区間について選択した速度より小さいほど、前者の２つの道路区間の青信号の時間比率が後者の２つの交差側道路区間の青信号の時間比率よりも大きくなるスプリットが含まれる信号制御パラメータを選択する。これにより、前者の２つの道路区間のうちの混み具合が大きい方の道路区間と、後者の２つの交差側道路区間のうちの混み具合が大きい方の道路区間のうちの、混み具合が大きい方の道路区間の交通状況が、これ以上混雑・渋滞に向かうことを抑止することができる。なお、前者の２つの道路区間、後者の２つの道路区間のうちの少なくとも１つの道路区間における旅行時間又は速度が可変であり（予め定められた所定値ではない）、残りの道路区間における旅行時間又は速度が予め定められた所定値であっても良い。

第２発明のコンピュータプログラムは、コンピュータに、１つの交差点に流入する複数の道路区間における交通を制御させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータを、複数の信号制御パラメータを取得する信号制御パラメータ取得手段と、前記道路区間を移動する移動体の所定周期毎又は所定距離毎の時刻及び位置を含む軌跡情報に基づいて算出された当該道路区間における旅行時間又は当該旅行時間に基づいて算出された速度の情報を取得する旅行時間取得手段と、前記取得した旅行時間又は速度の情報に応じて、前記取得した複数の信号制御パラメータから一の信号制御パラメータを選択する信号制御パラメータ選択手段と、前記選択した信号制御パラメータを用いて前記道路区間に設置された複数の信号灯器における各信号灯色の点灯及び消灯を制御する制御手段として機能させることを特徴とする（請求項５）。

第２発明のコンピュータプログラムは、第１発明と実質同一のコンピュータプログラムである。

第３発明の交通信号制御方法は、１つの交差点に流入する複数の道路区間における交通を制御する交通信号制御方法であって、複数の信号制御パラメータを取得するステップと、前記道路区間を移動する移動体の所定周期毎又は所定距離毎の時刻及び位置を含む軌跡情報に基づいて算出された当該道路区間における旅行時間又は当該旅行時間に基づいて算出された速度の情報を取得するステップと、前記取得した旅行時間又は速度の情報に応じて、前記取得した複数の信号制御パラメータから一の信号制御パラメータを選択するステップと、前記選択した信号制御パラメータを用いて前記道路区間に設置された複数の信号灯器における各信号灯色の点灯及び消灯を制御するステップとを含むことを特徴とする（請求項６）。

第３発明の交通信号制御方法は、第１発明と実質同一の方法である。

以上のように、本発明によれば、交通状況を考慮して適切な信号制御パラメータを選択することができるので、交通状況に応じた適切な交通信号制御を行うことができる。

実施の形態１：
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る交通信号制御装置を含む交通信号制御システムの概要を示す模式図である。本実施形態の交通信号制御システムは、交通信号制御装置１、信号灯器２、路上装置３、交通情報処理装置４などを含む。交通情報処理装置４は、旅行時間の算出などを行う装置であり、交通管制センター内に設置されている。なお、交通情報処理装置４は、交通管制センター内に設置されず、道路上に設置されていても良い。交通情報処理装置４は、複数の交差点Ｉのそれぞれに設置された交通信号制御装置１と電話回線などの通信回線（不図示）を介して接続されている。また、交通情報処理装置４は、道路上に設置された複数の路上装置３と電話回線などの通信回線（不図示）を介して接続されている。

図１において、それぞれの交差点Ｉの識別コードとして、左から順にＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３が設定されており、また、これらの交差点Ｉ（ＩＳ１）、交差点Ｉ（ＩＳ２）、交差点Ｉ（ＩＳ３）のそれぞれに設置された交通信号制御装置１の識別コードとして、それぞれＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３が設定されている。また、図１において、交通信号制御の対象となる道路区間であって、上り方向と下り方向で区別した道路区間である交通管理区間が道路上に設定されており、例えば図１では、交差点Ｉ（ＩＳ１）付近の路上装置３の設置地点から交差点Ｉ（ＩＳ３）付近の路上装置３の設置地点へ向かう方向に交通管理区間ＳＥＣ１（ＳＥＣ１は交通管理区間の識別コード）が、交差点Ｉ（ＩＳ３）付近の路上装置３の設置地点から交差点Ｉ（ＩＳ１）付近の路上装置３の設置地点へ向かう方向に交通管理区間ＳＥＣ２（ＳＥＣ２は交通管理区間の識別コード）が設定されている。

車両１０には車載装置５が搭載されており、車載装置５は所定の周期毎（例えば、１秒毎）に時刻、車両１０の位置を軌跡情報として蓄積する。車載装置５を搭載した車両１０が路上装置３の通信領域を通過する際に、車載装置５は路上装置３との間で無線通信を行い、それまでに蓄積した軌跡情報を車載装置５の識別コードとともにアップリンク情報として路上装置３に送信し、また、交通情報を含むダウンリンク情報を路上装置３から受信する。

図２は車両１０に搭載されている車載装置５の構成を示すブロック図である。ＧＰＳ処理部５０１は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報、ＧＰＳ衛星の軌道、測位補正情報に基づいて、車両１０の位置（緯度、経度及び高度）を計測する。方位センサ５０２は、光ファイバジャイロなどで構成されており、車両１０の方位及び角速度を計測する。車速取得部５０３は、車速センサ（不図示）が車輪の角速度を検出することにより計測した車両１０の速度のデータを取得する。

通信部５０４は、通信回線と接続された通信インターフェースであり、路上装置３からダウンリンク情報を受信する。

記憶部５０５は、ハードディスクや半導体メモリ等から構成されており、通信部５０４が受信したダウンリンク情報を記憶する。また、記憶部５０５は、車載装置５の識別コードと道路地図データを記憶している。道路地図データには、交差点の識別コードと交差点Ｉの位置とを対応付けた交差点データ、リンク（上り方向と下り方向で区別した交差点間の道路区間）の識別コード（リンクＩＤ）と、リンクの始点・終点・補間点（道路が折れ曲がる地点に対応）それぞれの位置と、リンクコストと、リンクの長さと、リンクの始点に接続するリンクのリンクＩＤと、リンクの終点に接続するリンクのリンクＩＤとを対応付けたリンクデータなどが含まれている。

リンクコストは、例えば、リンクと次に接続するリンクの組合せの数だけ設定されており、リンクの始点に進入してから当該リンクの終点を退出し、次に接続するリンクの始点に進入するまでに要する時間が設定されている。この場合、リンクコストには、リンクの始点から終点までを走行するのに要するコストと、リンクの終点から次のリンクの始点までを走行するのに要するコスト、すなわち、交差点を通過するのに要するコストが含まれている。

また、記憶部５０５は、所定の周期毎（例えば、１秒毎）に、時刻、位置（緯度、経度及び高度）の情報を軌跡情報として蓄積する。

通信部５０４は、車両１０が路上装置３の通信領域を通過する際に、それまでに記憶部５０５に蓄積した軌跡情報を車載装置５の識別コードとともにアップリンク情報として路上装置３に送信する。

操作部５０６は、タッチパネルやボタン等から構成されており、ドライバを含む車両１０の搭乗者が目的地の設定等を行えるようになっている。表示部５０７は、制御部５０９が後述する経路探索処理において作成した画像データを車両１０のダッシュボード部分に取り付けられたモニタ装置（不図示）に表示する。音声出力部５０８は、制御部５０９が後述する経路探索処理において作成した音声データをスピーカー（不図示）から出力する。

制御部５０９は、１又は複数のマイクロコンピュータ等から構成されており、ＧＰＳ処理部５０１、方位センサ５０２、車速取得部５０３、通信部５０４、記憶部５０５、操作部５０６、表示部５０７、音声出力部５０８の各処理を制御する。

また、制御部５０９は、ＧＰＳ処理部５０１が計測した車両１０の位置、方位センサ５０２が計測した方位及び角速度、車速取得部５０３が取得した速度の各データ、記憶部５０５に記憶している道路地図データに基づいてマップマッチング処理を行い、道路地図データのリンク上における車両１０の現在位置を求める。

また、制御部５０９は、以下に説明する経路探索処理を実行する。制御部５０９は、搭乗者による操作部５０６への操作によって目的地の設定が行われると、記憶部５０５に記憶したダウンリンク情報に含まれる交通情報を考慮して、車両１０の現在位置から目的地までの誘導経路を探索し、当該誘導経路を道路地図に重畳した画像データをモニタに作成するとともに、経路誘導の探索を終了した旨の音声データを作成する。制御部５０９は、作成した画像データをモニタ装置に表示するとともに、作成した音声データをスピーカーから出力する。

路上装置３は、光ビーコン、電波ビーコン、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication:専用狭域通信）などの局所通信装置であり、車両１０に搭載された車載装置５との間で各種情報を無線通信する。路上装置３は、車載装置５と各種情報の通信を行う通信部３ａと、通信部３ａを制御する通信制御装置３ｂとを含んでいる。路上装置３は、交通情報処理装置４からダウンリンク情報を受信し、この情報を車載装置５に送信する。また、路上装置３は車載装置５からアップリンク情報を受信し、この情報を交通情報処理装置４に送信する。

図３は交通情報処理装置４の構成を示すブロック図である。図３に示すように、交通情報処理装置４は、制御部４０１、表示部４０２、通信部４０３、記憶部４０４及び操作部４０５を含んでいる。制御部４０１は、ワークステーション（ＷＳ）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等よりなり、路上装置３からアップリンク情報を受信して、旅行時間の算出等を行う。制御部４０１は、内部バスを介して上記ハードウェア各部と繋がっており、これら各部の動作も制御する。

通信部４０３は、通信回線と接続された通信インターフェースであり、路上装置３からアップリンク情報を受信する。また、通信部４０３は、制御部４０１が後述する旅行時間算出処理において算出した旅行時間情報を交通信号制御装置１に送信する。また、通信部４０３は、制御部４０１が後述する交通情報作成処理において作成したダウンリンク情報を路上装置３に送信する。

記憶部４０４は、ハードディスクや半導体メモリ等から構成されており、後述する旅行時間算出処理、交通情報作成処理を行うプログラム、道路地図データ等を記憶している。

道路地図データには、交差点の識別コード（交差点ＩＤ）と交差点Ｉの位置とを対応付けた交差点データ、リンクの識別コード（リンクＩＤ）と、リンクの始点・終点・補間点（道路が折れ曲がる地点に対応）それぞれの位置と、リンクコストと、リンクの長さと、リンクの始点に接続するリンクのリンクＩＤと、リンクの終点に接続するリンクのリンクＩＤとを対応付けたリンクデータなどが含まれている。

道路地図データには、さらに、交通管理区間の識別コードと、交通管理区間の始点・終点・補間点それぞれの位置と、交通管理区間の旅行時間と、交通管理区間の長さとを対応付けた交通管理区間データが含まれている。

また、記憶部４０４は、交通信号制御装置１の識別コードと交通管理区間の識別コードを対応付けた交通信号制御装置−交通管理区間対応テーブルを記憶している。図４は交通信号制御装置−交通管理区間対応テーブルの例を示す説明図である。交通信号制御装置−交通管理区間対応テーブルは、交通信号制御装置１の識別コード、当該信号制御装置１に対応付けられた交通管理区間の識別コードの各欄から構成されている。例えば、識別コードがＳＧ１である交通信号制御装置１は、識別コードがＳＥＣ１の交通管理区間と、識別コードがＳＥＣ２である交通管理区間の２つに対応付けられていることを示している。逆に、識別コードがＳＥＣ１である交通管理区間は、識別コードがＳＧ１である交通信号制御装置１と、識別コードがＳＧ２である交通信号制御装置１と、識別コードがＳＧ３である交通信号制御装置１の３つに対応付けられていることを示している。

また、記憶部４０４は、制御部４０１が後述する旅行時間算出処理において算出した旅行時間情報、制御部４０１が後述する交通情報作成処理において作成したダウンリンク情報を一時的に記憶する。また、記憶部４０４は、通信部４０３が受信したアップリンク情報に含まれる軌跡情報を、車載装置５の識別コード毎に記憶する。

表示部４０２は、自身が管轄するエリアの道路地図と、この道路地図上のすべての交通信号制御装置１、路上装置３、車両感知器（不図示）等の位置が表示された表示画面により構成され、中央オペレータに渋滞や事故等の交通状況を報知するものである。

操作部４０５は、キーボードやマウス等の入力インターフェースよりなり、この操作部４０５によって中央オペレータが上記表示部４０２に対する表示切り替え操作等を行えるようになっている。

ここで、交通情報処理装置４の制御部４０１が実行する旅行時間算出処理の手順について説明する。制御部４０１は、記憶部４０４に車載装置５の識別コード毎の軌跡情報を記憶する度に、識別コード毎の軌跡情報と記憶部４０４に記憶している道路地図データの交通管理区間データに基づいてマップマッチング処理を行い、それぞれの車載装置５が移動（走行）した交通管理区間を求める。次いで、制御部４０１は、識別コード毎の軌跡情報から、上記で求めた交通管理区間の始端、終端に最も接近している位置及びその時刻を抽出し、終端に最も接近している位置における時刻から始端に最も接近している位置における時刻を差し引いて、当該交通管理区間の旅行時間を算出する。次いで、制御部４０１は、交通情報処理装置４の記憶部４０４に記憶している交通信号制御装置−交通管理区間対応テーブルを参照し、算出した交通管理区間の旅行時間を当該交通管理区間に対応付けられた交通信号制御装置１に送信する。

交通情報処理装置４は、図１における交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２の旅行時間を算出した場合には、当該旅行時間情報を交通信号制御装置１（ＳＧ１）、交通信号制御装置１（ＳＧ２）、交通信号制御装置１（ＳＧ３）のそれぞれに送信する。

次に、交通情報処理装置４の制御部４０１が実行する交通情報作成処理の手順について説明する。制御部４０１は、上記の交通管理区間の旅行時間の算出と同様にして、記憶部４０４に記憶した識別コード毎の軌跡情報と道路地図データのリンクデータに基づいて、各リンクの旅行時間を算出する。次いで、制御部４０１は、各リンクの旅行時間とリンクの長さに基づいて、各リンクにおける車両の走行速度を算出し、各リンクの渋滞状況を判定する。すなわち、リンクにおける走行速度が０ｋｍ／ｈ以上１０ｋｍ／ｈ未満の場合は渋滞と判定し、１０ｋｍ／ｈ以上２０ｋｍ／ｈ未満の場合は混雑と判定し、２０ｋｍ／ｈ以上の場合は渋滞なしと判定する。次いで、制御部４０１は、算出した各リンクの旅行時間と渋滞状況に基づいてダウンリンク情報を作成する。次いで、制御部４０１は、作成したダウンリンク情報を複数の路上装置３に送信する。

図５は本発明に係る交通信号制御装置の構成を示すブロック図である。交通信号制御装置１の制御部１０１は、１又は複数のマイクロコンピュータ等から構成されている。制御部１０１には、内部バスを介して灯器駆動部１０２、通信部１０３、記憶部１０４が接続されており、制御部１０１は、これらのハードウェア各部の動作を制御する。

また、制御部１０１は、後述する信号制御パラメータ決定処理を実行して、信号制御パラメータを決定する。この信号制御パラメータは、サイクル長、スプリット、オフセットから構成されている。

ここで、サイクル長、スプリット、オフセットの各用語の定義は下記の通りである。
サイクル長：信号灯色の表示が一巡することを１サイクルといい、１サイクルの所要時間をサイクル長という。
スプリット：交差点の各流入路に対して与えられる通行権を現示といい、１サイクルに占める各現示の時間比率をスプリットという。
オフセット：幹線道路に沿って設置された幾つかの交通信号機を信号制御の単位として扱い、互いに一定の時間関係をもたせて制御する方式を系統制御といい、この系統制御において、各交通信号機の１サイクルの開始時点にもたせるずれをオフセットという。

制御部１０１は、決定した信号制御パラメータに基づいて、複数の信号灯器２の信号灯色を切り替えるための信号灯器出力指令を灯器駆動部１０２に入力する。

なお、制御部１０１は、専用のハードウェア回路で構成していても良く、又は予め処理手順を定めたコンピュータプログラムを実行する構成あっても良い。

灯器駆動部１０２は、半導体リレー（不図示）を備え、制御部１０１から入力された信号灯器出力指令に基づいて、複数の信号灯器２の青色灯、黄色灯、赤色灯それぞれに対応して各色の信号灯に供給される交流電圧（ＡＣ１００Ｖ）又は直流電圧をオン／オフする。

通信部１０３は、交通情報処理装置４との間の通信を行うための通信機能を備えている。通信部１０３は、交通情報処理装置４から旅行時間情報を受信する。

記憶部１０４は、ハードディスクや半導体メモリ等から構成されており、受信した旅行時間情報を記憶する。また、記憶部１０４は、複数の信号制御パラメータを含む信号制御パラメータテーブルを記憶している。

図６は、図１における交通信号制御装置１（ＳＧ１）に記憶されている信号制御パラメータテーブルの例を示す説明図である。この信号制御パラメータテーブルは、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間を１２０秒未満、１２０秒以上２４０秒未満、２４０秒以上３６０秒未満、３６０秒以上の４区分に分けたものと、交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間を１２０秒未満、１２０秒以上２４０秒未満、２４０秒以上３６０秒未満、３６０秒以上の４区分に分けたものの、組み合わせ１６通りに対応する１６個の信号制御パラメータ１−１〜１−１６から構成されている。また、上述したように、それぞれの信号制御パラメータ１−１〜１−１６は、サイクル長、スプリット、オフセットから構成されている。

例えば、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間が１２０秒以上２４０秒未満であり、交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間が１２０秒未満である場合には、対応する信号制御パラメータは信号制御パラメータ１−２であり、サイクル長６０秒、スプリット０．６：０．４、オフセット−６秒であることを示している。なお、スプリット０．６：０．４とは、交差点Ｉ（ＩＳ１）の交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２の方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間と、交差点Ｉ（ＩＳ１）のこれらの交通管理区間と交差する方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間の比率が、０．６対０．４であることを示している。また、オフセット−６秒とは、交通信号制御装置１（ＳＧ１）のサイクル開始時刻が基準となる時刻よりも６秒早いことを示している。

これらの信号制御パラメータ１−１〜１−１６のサイクル長、スプリット、オフセットは、例えば、シミュレーション等を用いて、交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２の旅行時間を考慮して、交通の円滑化が最も効果的に行われるように設定されている。サイクル長は、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間が大きくなるに従い、あるいは、交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間が大きくなるに従い、大きくなるように設定されている。交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２の旅行時間が大きくなるということは、すなわち、これらの方向に走行する車両の赤信号待ちの時間が増えている（交通状況が混雑・渋滞に向かいつつある）ことを示しているので、サイクル長を上記のように設定することで、サイクル長を大きくして、当該車両に対する青信号の時間を長くし、赤信号で停止する確率を小さくすることにより、これらの方向の交通状況がこれ以上混雑・渋滞に向かうことを抑制することができる。

また、スプリットは、いずれも０．６：０．４に設定されている。この実施形態においては、交差点Ｉ（ＩＳ１）において交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２と交差する道路の旅行時間を取得できないため、スプリットは固定されている。もちろん、この交差道路の旅行時間を取得できる場合は、後述する実施の形態２のように、交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２の旅行時間、当該交差道路の旅行時間を考慮して、スプリットを変動させても良い。

また、オフセットは、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間が同じ区分に該当する場合には、０秒が設定されており、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間が交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間よりも大きな区分に該当するに従い、負（マイナス）でかつ絶対値が大きくなるように設定されており、交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間が交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間よりも大きな区分に該当するに従い、正（プラス）でかつ絶対値が大きくなるように設定されている。このように設定されている理由については後述する。

また、図７は、図１における交通信号制御装置１（ＳＧ２）に記憶されている信号制御パラメータテーブルの例を示す説明図である。この信号制御パラメータテーブルは、図６と同様、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間の４区分と交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間の４区分の組み合わせ１６通りに対応する１６個の信号制御パラメータ２−１〜２−１６から構成されており、それぞれの信号制御パラメータ２−１〜２−１６は、サイクル長、スプリット、オフセットから構成されている。

例えば、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間が１２０秒以上２４０秒未満であり、交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間が１２０秒未満である場合には、対応する信号制御パラメータは信号制御パラメータ２−２であり、サイクル長６０秒、スプリット０．６：０．４、オフセット０秒であることを示している。なお、スプリット０．６：０．４とは、交差点Ｉ（ＩＳ２）の交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２の方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間と、交差点Ｉ（ＩＳ２）のこれらの交通管理区間と交差する方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間の比率が、０．６対０．４であることを示している。また、オフセット０秒とは、交通信号制御装置１（ＳＧ２）のサイクル開始時刻が基準となる時刻と同じであることを示している。

図７の信号制御パラメータテーブルが、図６の信号制御パラメータテーブルと異なっている点は、図７の信号制御パラメータテーブルでは、それぞれの信号制御パラメータ２−１〜２−１６のオフセットがすべて０秒となっている点である。このように設定されている理由については後述する。

また、図８は、図１における交通信号制御装置１（ＳＧ３）に記憶されている信号制御パラメータテーブルの例を示す説明図である。この信号制御パラメータテーブルも、図６、図７と同様、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間の４区分と交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間の４区分の組み合わせ１６通りに対応する１６個の信号制御パラメータ３−１〜３−１６から構成されており、それぞれの信号制御パラメータ３−１〜３−１６は、サイクル長、スプリット、オフセットから構成されている。

例えば、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間が１２０秒以上２４０秒未満であり、交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間が１２０秒未満である場合には、対応する信号制御パラメータは信号制御パラメータ３−２であり、サイクル長６０秒、スプリット０．６：０．４、オフセット＋６秒であることを示している。なお、スプリット０．６：０．４とは、交差点Ｉ（ＩＳ３）の交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２の方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間と、交差点Ｉ（ＩＳ３）のこれらの交通管理区間と交差する方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間の比率が、０．６対０．４であることを示している。また、オフセット＋６秒とは、交通信号制御装置１（ＳＧ３）のサイクル開始時刻が基準となる時刻よりも６秒遅いことを示している。

図８の信号制御パラメータテーブルが、図６の信号制御パラメータテーブルと異なっている点は、図８の信号制御パラメータテーブルにおけるそれぞれの信号制御パラメータ３−１〜３−１６のオフセットの正負の符号が、図６の信号制御パラメータテーブルにおけるそれぞれの信号制御パラメータ１−１〜１−１６のオフセットの正負の符号と、逆になっている点である。すなわち、オフセットは、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間が同じ区分に該当する場合には、０秒が設定されており、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間が交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間よりも大きな区分に該当するに従い、正（プラス）でかつ絶対値が大きくなるように設定されており、交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間が交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間よりも大きな区分に該当するに従い、負（マイナス）でかつ絶対値が大きくなるように設定されている。

ここで、図６、図７、図８のそれぞれの信号制御パラメータテーブルにおいて、上記のようにオフセットが設定されている理由について説明する。交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間が交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間よりも大きな区分に該当するに従い、図６の信号制御パラメータテーブルにおけるオフセットは負（マイナス）でかつ絶対値が大きくなるように設定され、図７の信号制御パラメータテーブルにおけるオフセットは常に０秒に設定され、図８の信号制御パラメータテーブルにおけるオフセットは正（プラス）でかつ絶対値が大きくなるように設定されることで、交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２の方向に走行する車両に対する交差点Ｉ（ＩＳ１）のサイクルの開始時点は交差点Ｉ（ＩＳ２）のサイクルの開始時点に比べて、より早くなり、交差点Ｉ（ＩＳ３）のサイクルの開始時点は交差点ＩＳ２）のサイクル開始時点に比べて、より遅くなる。そうすると、交差点Ｉ（ＩＳ１）、交差点Ｉ（ＩＳ２）、交差点Ｉ（ＩＳ３）の順に青信号が開始し、この順に青信号が終了するとともに、それぞれの交差点Ｉの青信号の開始時点のずれ、青信号の終了時点のずれが大きくなるので、交通管理区間ＳＥＣ１の方向に走行する車両はこれらの交差点Ｉをすべて青信号で通過できる可能性が高くなり、一方、交通管理区間ＳＥＣ２の方向に走行する車両はその可能性が低くなる。つまり、交通管理区間ＳＥＣ１の方向の通行が優先されることになる。これにより、交通管理区間ＳＥＣ１の方向の交通状況がこれ以上混雑・渋滞に向かうことを抑止することができる。

逆に、交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間が交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間よりも大きな区分に該当するに従い、図６の信号制御パラメータテーブルにおけるオフセットは正（プラス）でかつ絶対値が大きくなるように設定され、図７の信号制御パラメータテーブルにおけるオフセットは常に０秒に設定され、図８の信号制御パラメータテーブルにおけるオフセットは負（マイナス）でかつ絶対値が大きくなるように設定されることで、交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２の方向に走行する車両に対する交差点Ｉ（ＩＳ１）のサイクルの開始時点は交差点Ｉ（ＩＳ２）のサイクルの開始時点に比べて、より遅くなり、交差点Ｉ（ＩＳ３）のサイクルの開始時点は交差点Ｉ（ＩＳ２）のサイクル開始時点に比べて、より早くなる。そうすると、交差点Ｉ（ＩＳ３）、交差点Ｉ（ＩＳ２）、交差点Ｉ（ＩＳ１）の順に青信号が開始し、この順に青信号が終了するとともに、それぞれの交差点の青信号の開始時点のずれ、青信号の終了時点のずれが大きくなるので、交通管理区間ＳＥＣ２の方向に走行する車両はこれらの交差点Ｉをすべて青信号で通過できる可能性が高くなり、一方、交通管理区間ＳＥＣ１の方向に走行する車両はその可能性が低くなる。つまり、交通管理区間ＳＥＣ２の方向の通行が優先されることになる。これにより、交通管理区間ＳＥＣ２の方向の交通状況がこれ以上混雑・渋滞に向かうことを抑止することができる。

また、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間の区分が同じ場合には、図６、図７、図８の信号制御パラメータにおけるオフセットはいずれも０秒に設定されている。交通管理区間ＳＥＣ１の方向の交通状況と、交通管理区間ＳＥＣ２の方向の交通状況が同じ程度の混み具合であれば、交通管理区間ＳＥＣ１の方向の通行、交通管理区間ＳＥＣ２の方向の通行のいずれか一方を優先させる必要がないためである。

次に、交通信号制御装置１の制御部１０１が実行する信号制御パラメータ決定処理の手順について説明する。制御部１０１は、通信部１０３が交通情報処理装置４から旅行時間情報を受信すると、その旅行時間情報に基づいて記憶部１０４に記憶している信号制御パラメータテーブルから１つの信号制御パラメータを決定する。

例えば、交通信号制御装置１（ＳＧ１）、交通信号制御装置１（ＳＧ２）、交通信号制御装置１（ＳＧ３）がそれぞれ受信した旅行時間情報に含まれる交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２の旅行時間がそれぞれ２５０秒、１８０秒であった場合、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間は２４０秒以上３６０秒未満の区分に該当し、交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間は１２０秒以上２４０秒未満の区分に該当するため、交通信号制御装置１（ＳＧ１）の制御部１０１は、交通信号制御装置１（ＳＧ１）の記憶部１０４に記憶している信号制御パラメータテーブルから信号制御パラメータ１−７を決定し、交通信号制御装置１（ＳＧ２）の制御部１０１は、交通信号制御装置１（ＳＧ２）の記憶部１０４に記憶している信号制御パラメータテーブルから信号制御パラメータ２−７を決定し、交通信号制御装置１（ＳＧ３）の制御部１０１は、交通信号制御装置１（ＳＧ３）の記憶部１０４に記憶している信号制御パラメータテーブルから信号制御パラメータ３−７を決定する。

このように、交通信号制御装置１（ＳＧ１）、交通信号制御装置１（ＳＧ２）、交通信号制御装置１（ＳＧ３）は、交通情報処理装置４の記憶部４０４に記憶している交通信号制御装置−交通管理区間対応テーブルで対応付けられた交通管理区間の旅行時間を取得して、この旅行時間に応じて適切な信号制御パラメータを決定することができる。決定した信号制御パラメータのサイクル長、スプリット、オフセットは、上述したように交通の円滑化が最も効果的に行われるように設定されているため、交通信号制御装置１（ＳＧ１）、交通信号制御装置１（ＳＧ２）、交通信号制御装置１（ＳＧ３）が、この決定した信号制御パラメータのサイクル長、スプリット、オフセットに基づいて信号灯器２の信号灯色を切り替えることにより、交通状況に応じた適切な交通信号制御を行うことができる。

以上のように、本発明の交通信号制御装置によれば、交通状況に応じて適切な信号制御パラメータを決定し、当該信号制御パラメータに基づいて信号灯器の信号灯色を切り替えるため、交通状況に応じた適切な交通信号制御が行うことができ、交通の円滑化を図ることができる。

上述の実施の形態においては、軌跡情報に含まれる位置情報は緯度、経度及び高度から構成されていたが、これに限定されるものではなく、緯度及び経度から構成されていても良い。また、軌跡情報に含まれる位置情報は緯度、経度のような絶対的な位置情報に限られず、所定地点（例えば、交差点Ｉ付近の停止線）からの距離などのように相対的な位置情報であっても良い。

また、路上装置３は光ビーコン、電波ビーコン、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication:専用狭域通信）などの局所通信装置に限られない。路上装置３は無線ＬＡＮやＷｉＭＡＸ（Worldwide interoperability for microwave access）、携帯電話と通信可能な装置などの中・広域通信装置であっても良い。この場合、車載装置５は、車両１０が路上装置３の通信領域内を走行している間に、所定の周期毎（例えば、１秒毎）又は所定の距離毎（例えば、１０ｍ毎）に位置情報を路上装置３に送信する構成をとることができる。

また、路上装置３は交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２上に設置されることに限定されない。すなわち、交通信号制御装置３の制御対象となる道路区間上を走行する車両１０の車載装置５から当該車両１０の軌跡情報を取得できるのであれば、路上装置３は当該道路区間以外の地点に設置されていても良い。例えば、路上装置３が交通管理区間ＳＥＣ１よりもはるかに下流の地点（例えば、交通管理区間ＳＥＣ１の終点から１ｋｍ下流の地点）に設置されていたとしても、路上装置３が交通管理区間ＳＥＣ１を含む当該下流の地点までの道路区間を走行する車両１０の軌跡情報を取得できるのであれば、交通信号制御装置３は交通管理区間ＳＥＣ１に対して交通状況に応じた適切な交通信号制御を行うことができる。従って、車載装置５が既存の路上装置３との間で通信を行うまで軌跡情報を蓄積し、路上装置３がその軌跡情報を車載装置５から取得し、交通信号制御装置３が当該軌跡情報から算出された制御対象の道路区間の旅行時間に基づいて信号制御パラメータを決定すれば、新たに路上装置３を設置せずとも、もちろん新たに超音波式車両感知器などの車両感知器を設置せずとも、低コストでかつ交通状況に応じた適切な交通信号制御を行うことができる。

また、交通信号制御装置１は、交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２の旅行時間を取得する構成であったが、これに限定されるものではない。交通信号制御装置１は、交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２の単位距離当たり（例えば、１ｍ当たり）の旅行時間を取得する構成であっても良いし、交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２における車両の走行速度を取得する構成であっても良い。交通管理区間における車両の走行速度は、当該交通管理区間の旅行時間と当該交通管理区間の長さとから求めることができる。

また、信号制御パラメータテーブルは、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間を４区分に分けたものと、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間を４区分に分けたものの、組み合わせ１６通りに対応する１６個の信号制御パラメータから構成されるものに限られない。信号制御パラメータテーブルは、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間をｍ区分（ｍは任意の自然数）に分けたものと、交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間をｎ区分（ｎは任意の自然数）に分けたものの、組み合わせｍ×ｎ通りに対応するｍ×ｎ個の信号制御パラメータから構成されていても良い。

また、信号制御パラメータテーブルは、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間の組み合わせに対応する複数の信号制御パラメータから構成されるものに限られない。信号制御パラメータテーブルは、交通管理区間ＳＥＣ１の単位距離当たり（例えば、１ｍ当たり）の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ２の単位距離当たりの旅行時間の組み合わせに対応する複数の信号制御パラメータから構成されていても良い。

また、信号制御パラメータテーブルは、交通管理区間ＳＥＣ１における車両の走行速度と交通管理区間ＳＥＣ２における車両の走行速度の組み合わせに対応する複数の信号制御パラメータから構成されていても良い。この場合、信号制御パラメータに含まれるサイクル長は、交通管理区間ＳＥＣ１における車両の走行速度が小さくなるに従い、あるいは、交通管理区間ＳＥＣ２における車両の走行速度が小さくなるに従い、大きくなるように設定される。また、信号制御パラメータに含まれるオフセットは、交通管理区間ＳＥＣ１における車両の走行速度が交通管理区間ＳＥＣ２における車両の走行速度よりも小さな区分に該当するに従い、交通信号制御装置１（ＳＧ１）の信号制御パラメータテーブルにおけるオフセットは負（マイナス）でかつ絶対値が大きくなるように設定され、交通信号制御装置１（ＳＧ３）の信号制御パラメータテーブルにおけるオフセットは正（プラス）でかつ絶対値が大きくなるように設定される。一方、交通管理区間ＳＥＣ２における車両の走行速度が交通管理区間ＳＥＣ１における車両の走行速度よりも小さな区分に該当するに従い、交通信号制御装置１（ＳＧ３）の信号制御パラメータテーブルにおけるオフセットは負（マイナス）でかつ絶対値が大きくなるように設定され、交通信号制御装置１（ＳＧ１）の信号制御パラメータテーブルにおけるオフセットは正（プラス）でかつ絶対値が大きくなるように設定される。

また、信号制御パラメータテーブルは、交通管理区間ＳＥＣ１、ＳＥＣ２の、両方の交通管理区間の旅行時間の組み合わせに対応する複数の信号制御パラメータから構成されるものに限られない。例えば、交通管理区間ＳＥＣ２が常に空いている又は常に混雑・渋滞しているなどにより、交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間を一定とみなせる場合は、信号制御パラメータテーブルは交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間のみに対応する複数の信号制御パラメータから構成されていても良い。例えば、交通管理区間ＳＥＣ２が常に空いていて、交通管理区間ＳＥＣ２の旅行時間が１２０秒未満であるとみなせる場合には、交通信号制御装置１（ＳＧ１）に記憶されている信号制御パラメータテーブルは、図６における信号制御パラメータ１−１、１−２、１−３、１−４のみから構成されていれば良く、同様に、交通信号制御装置１（ＳＧ２）、交通信号制御装置１（ＳＧ３）に記憶されている信号制御パラメータテーブルは、それぞれ、図７における信号制御パラメータ２−１、２−２、２−３、２−４のみから、図８における信号制御パラメータ３−１、３−２、３−３、３−４のみから構成されていれば良い。この場合、交通信号制御装置１（ＳＧ１）、交通信号制御装置１（ＳＧ２）、交通信号制御装置１（ＳＧ３）は、交通管理区間ＳＥＣ１の旅行時間を取得し、この旅行時間が１２０秒未満か、１２０秒以上２４０秒未満か、２４０秒以上３６０秒未満か、３６０秒以上かに応じて、対応する信号制御パラメータを選択する。

実施の形態２：
上述の実施の形態においては、交通信号制御装置は、交差点Ｉの交差する道路のうちの一方（交通管理区間ＳＥＣ１とＳＥＣ２）について旅行時間情報を取得し、その旅行時間情報に基づいて信号制御パラメータを決定する構成であったが、これに限定されるものではなく、交差点Ｉの交差する道路の両方について旅行時間を取得し、その旅行時間情報に基づいて信号制御パラメータを決定する構成であっても良い。

以下、本発明の実施の形態について、実施の形態１との相違点を中心に説明していく。図９は、実施の形態２における本発明に係る交通信号制御装置を含む交通信号制御システムの概要を示す模式図である。本実施形態の交通信号制御システムは、交通信号制御装置１、信号灯器２、路上装置３、交通情報処理装置４などを含む。図９では、４つの交通管理区間ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１３、ＳＥＣ１４が設定されており、交差点Ｉの識別コードとしてＩＳ１１が、当該交差点Ｉ（ＩＳ１１）に設置された交通信号制御装置１の識別コードとしてＳＧ１１が設定されている。

図１０は、交通情報処理装置４の記憶部４０４に記憶されている交通信号制御装置−交通管理区間対応テーブルの例を示す説明図である。例えば、識別コードがＳＧ１１である交通信号制御装置１は、識別コードがＳＥＣ１１、ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１３、ＳＥＣ１４の交通管理区間の４つに対応付けられていることを示している。

交通情報処理装置４は、図９における交通管理区間ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１３、ＳＥＣ１４の旅行時間を算出した場合には、当該旅行時間情報を交通信号制御装置１（ＳＧ１１）に送信する。

図１１は、交通信号制御装置１（ＳＧ１１）に記憶されている信号制御パラメータテーブルの例を示す説明図である。図１１の信号制御パラメータテーブルは、図６〜８の信号制御パラメータテーブルとは異なり、交通信号制御装置−交通管理区間対応テーブルにおいて交通信号制御装置１に対応付けられたすべての交通管理区間の旅行時間の組み合わせに対応する信号制御パラメータから構成されているのではなく、交通信号制御装置１に対応付けられた交通管理区間のうち、同時に青信号の現示を与えられる交通管理区間の旅行時間のうち、大きい方の旅行時間の組み合わせに対応する信号制御パラメータから構成されている。図９では、交通管理区間ＳＥＣ１１と交通管理区間ＳＥＣ１３が同時に青信号の現示を与えられ、交通管理区間ＳＥＣ１２と交通管理区間ＳＥＣ１４が同時に青信号の現示を与えられるため、図１１の信号制御パラメータテーブルは、交通管理区間ＳＥＣ１１の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ１３の旅行時間のうちの大きい方と、交通管理区間ＳＥＣ１２の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ１４の旅行時間のうちの大きい方の、それぞれ４区分同士の組み合わせ１６通りに対応する１６個の信号制御パラメータ１１−１〜１１−１６から構成されている。

例えば、交通管理区間ＳＥＣ１１の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ１３の旅行時間のうちの大きい方の旅行時間が１２０秒以上２４０秒未満であり、交通管理区間ＳＥＣ１２の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ１４の旅行時間のうちの大きい方の旅行時間が１２０秒未満である場合には、対応する信号制御パラメータは信号制御パラメータ１１−２であり、サイクル長６０秒、スプリット０．６：０．４、オフセット０秒であることを示している。なお、スプリット０．６：０．４とは、交通管理区間ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１３の方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間と、交通管理区間ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１４の方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間の比率が、０．６対０．４であることを示している。

これらの信号制御パラメータ１１−１〜１１−１６のサイクル長、スプリット、オフセットは、実施の形態１と同様に、シミュレーション等を用いて、交通管理区間ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１３、ＳＥＣ１４の旅行時間を考慮して、交通の円滑化が最も効果的に行われるように設定されている。サイクル長は、交通管理区間ＳＥＣ１１の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ１３の旅行時間のうちの大きい方の旅行時間と、交通管理区間ＳＥＣ１２の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ１４の旅行時間のうちの大きい方の旅行時間の、いずれか一方が大きくなるに従い、大きくなるように設定されている。交通管理区間ＳＥＣ１１と交通管理区間ＳＥＣ１３のいずれか一方の旅行時間、交通管理区間ＳＥＣ１２と交通管理区間ＳＥＣ１４のいずれか一方の旅行時間が大きくなるということは、すなわち、これらの方向に走行する車両の赤信号待ちの時間が増えている（交通状況が混雑・渋滞に向かいつつある）ことを示しているので、サイクル長を上記のように設定することで、サイクル長を大きくして、当該車両に対する青信号の時間を長くし、赤信号で停止する確率を小さくすることにより、これらの方向の交通状況がこれ以上混雑・渋滞に向かうことを抑制することができる。

また、スプリットは、交通管理区間ＳＥＣ１１の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ１３の旅行時間のうちの大きい方の旅行時間が、交通管理区間ＳＥＣ１２の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ１４の旅行時間のうちの大きい方の旅行時間よりも、大きな区分に該当するに従い、交通管理区間ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１３の方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間の比率が、交通管理区間ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１４の方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間の比率よりも大きくなるように設定されている。交通管理区間ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１３の方向の交通状況が、交通管理区間ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１４の方向の交通状況に比べて、混み具合が大きくなった場合には、交通管理区間ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１３の方向に走行する車両に対する青信号の時間を長くすることにより、交通管理区間ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１３の交通状況がこれ以上混雑・渋滞に向かうことを抑止するためである。

逆に、交通管理区間ＳＥＣ１２の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ１４の旅行時間のうちの大きい方の旅行時間が、交通管理区間ＳＥＣ１１の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ１３の旅行時間のうちの大きい方の旅行時間よりも、大きな区分に該当するに従い、スプリットは、交通管理区間ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１４の方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間の比率が、交通管理区間ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１３の方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間の比率よりも大きくなるように設定されている。交通管理区間ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１３の方向の交通状況が、交通管理区間ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１４の方向の交通状況に比べて、混み具合が大きくなった場合には、交通管理区間ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１４の方向に走行する車両に対する青信号の時間を長くすることにより、交通管理区間ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１４の交通状況がこれ以上混雑・渋滞に向かうことを抑止するためである。

また、交通管理区間ＳＥＣ１１の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ１３の旅行時間のうちの大きい方の旅行時間が、交通管理区間ＳＥＣ１２の旅行時間と交通管理区間ＳＥＣ１４の旅行時間のうちの大きい方の旅行時間と、同じ区分に該当する場合には、スプリットはいずれも０．５：０．５に設定されている。交通管理区間ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１３の方向の交通状況と、交通管理区間ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１４の方向の交通状況が同じ程度の混み具合であれば、交通管理区間ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１３の方向に走行する車両に対する青信号の時間と、交通管理区間ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１４の方向に走行する車両に対する青信号の時間の、いずれか一方を長くする必要がないからである。

また、オフセットは、すべて０秒が設定されている。実施の形態１では、交通信号制御装置１（ＳＧ１）、交通信号制御装置１（ＳＧ２）、交通信号制御装置１（ＳＧ３）は系統制御を行うことから、オフセットは旅行時間に応じて変動するように設定されていたが、本実施形態では、交通信号制御装置１（ＳＧ１１）は系統制御を行わないことから、オフセットは固定されている。もちろん、交通信号制御装置１（ＳＧ１１）が他の交通信号制御装置１と系統制御を行う場合には、実施の形態１のように、オフセットが旅行時間に応じて変動するように設定されていても良い。

また、交通信号制御装置１の記憶部１０４は、交通管理区間組み合わせテーブルを記憶している。この交通管理区間組み合わせテーブルは、同時に青信号の現示が与えられる交通管理区間の組み合わせを示すものである。図１２は、図９における交通信号制御装置１（ＳＧ１１）の記憶部１０４が記憶している交通管理区間組み合わせテーブルの例を示す説明図である。交通管理区間組み合わせテーブルは、交通信号制御装置の識別コードと、同時に青信号の現示が与えられる交通管理区間の識別コードの各欄から構成されている。図１２では、識別コードがＳＧ１１である交通信号制御装置１に対して、同時に青信号の現示が与えられる交通管理区間の組み合わせは、識別コードがＳＥＣ１１とＳＥＣ１３の交通管理区間の組み合わせと、識別コードがＳＥＣ１２とＳＥＣ１４の交通管理区間の組み合わせの２つが存在することを示している。

ここで、交通信号制御装置１の制御部１０１が実行する信号制御パラメータ決定処理の手順について説明する。制御部１０１は、通信部１０３が交通情報処理装置４から旅行時間情報を受信すると、記憶部１０４に記憶している交通管理区間組み合わせテーブルを参照して、同時に青信号の現示が与えられる交通管理区間の組み合わせを確認し、その組み合わせの交通管理区間の旅行時間のうちのいずれが大きいかを判定する。次いで、制御部１０１は、大きい方の旅行時間に基づいて記憶部１０４に記憶している信号制御パラメータテーブルから１つの信号制御パラメータを設定する。

例えば、交通信号制御装置１（ＳＧ１）の通信部１０３が受信した旅行時間情報に含まれる交通管理区間ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１３、ＳＥＣ１４の旅行時間がそれぞれ２９０秒、１１０秒、４１０秒、１８０秒であった場合、交通信号制御装置１（ＳＧ１）の制御部１０１は、同時に青信号の現示が与えられる交通管理区間ＳＥＣ１１とＳＥＣ１３では、交通管理区間ＳＥＣ１３の旅行時間の方が大きいと判定し、また、同時に青信号の現示が与えられる交通管理区間ＳＥＣ１２とＳＥＣ１４では、交通管理区間ＳＥＣ１４の旅行時間の方が大きいと判定する。交通管理区間ＳＥＣ１３の旅行時間４１０秒は３６０秒以上の区分に該当し、交通管理区間ＳＥＣ１４の旅行時間１８０秒は１２０秒以上２４０秒未満の区分に該当するため、交通信号制御装置１（ＳＧ１１）の制御部１０１は、記憶部１０４に記憶している信号制御パラメータテーブルから信号制御パラメータ１１−８を決定する。

交通信号制御装置１（ＳＧ１１）は、交通情報処理装置４に記憶されている交通信号制御装置−交通管理区間対応テーブルで対応付けられた交通管理区間の旅行時間を取得し、当該交通信号制御装置１が記憶している交通管理区間組み合わせテーブルで設定された、同時に青信号の現示が与えられる交通管理区間の組み合わせを参照して、この組み合わせの交通管理区間の旅行時間のうちのいずれが大きいかを判定し、この大きい方の旅行時間に応じて適切な信号制御パラメータを決定することができる。決定した信号制御パラメータのサイクル長、スプリット、オフセットは、上述したように交通の円滑化が最も効果的に行われるように設定されているため、交通信号制御装置１（ＳＧ１１）が、この決定した信号制御パラメータのサイクル長、スプリット、オフセットに基づいて信号灯器２の信号灯色を切り替えることにより、交通状況に応じた適切な交通信号制御を行うことができる。

このように、本発明の交通信号制御装置によれば、交通状況に応じて適切な信号制御パラメータを決定し、当該信号制御パラメータに基づいて信号灯器の信号灯色を切り替えるため、交通状況に応じた適切な交通信号制御が行うことができ、交通の円滑化を図ることができる。

上述の実施の形態においては、信号制御パラメータテーブルは、同時に青信号の現示が与えられる交通管理区間の旅行時間のうち、大きい方の旅行時間の組み合わせに対応する複数の信号制御パラメータから構成されるものであったが、これに限定されるものではなく、同時に青信号の現示が与えられる交通管理区間の単位距離当たり（例えば、１ｍ当たり）の旅行時間のうち、大きい方の単位距離当たりの旅行時間の組み合わせに対応する複数の信号制御パラメータから構成されていても良い。

また、信号制御パラメータテーブルは、同時に青信号の現示が与えられる交通管理区間における車両の走行速度のうち、小さい方の車両の走行速度の組み合わせに対応する複数の信号制御パラメータから構成されていても良い。この場合、信号制御パラメータに含まれるサイクル長は、交通管理区間ＳＥＣ１１における車両の走行速度と交通管理区間ＳＥＣ１３における車両の走行速度のうちの小さい方の走行速度と、交通管理区間ＳＥＣ１２における車両の走行速度と交通管理区間ＳＥＣ１４における車両の走行速度のうち小さい方の走行速度の、いずれか一方が小さくなるに従い、大きくなるように設定される。また、信号制御パラメータに含まれるスプリットは、交通管理区間ＳＥＣ１１における車両の走行速度と交通管理区間ＳＥＣ１３における車両の走行速度のうちの小さい方の走行速度が、交通管理区間ＳＥＣ１２における車両の走行速度と交通管理区間ＳＥＣ１４における車両の走行速度のうちの小さい方の走行速度よりも、小さな区分に該当するに従い、交通管理区間ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１３の方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間の比率が、交通管理区間ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１４の方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間の比率よりも大きくなるように設定される。一方、交通管理区間ＳＥＣ１２における車両の走行速度と交通管理区間ＳＥＣ１４における車両の走行速度のうちの小さい方の走行速度が、交通管理区間ＳＥＣ１１における車両の走行速度と交通管理区間ＳＥＣ１３における車両の走行速度のうちの小さい方の走行速度よりも、小さな区分に該当するに従い、交通管理区間ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１４の方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間の比率が、交通管理区間ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１３の方向に走行する車両に対する信号灯色が青となる現示の時間の比率よりも大きくなるように設定される。

また、信号制御パラメータテーブルは、交通管理区間ＳＥＣ１１の旅行時間と交通管理区間１２の旅行時間のうちの大きい方と、交通管理区間ＳＥＣ１３の旅行時間と交通管理区間１４の旅行時間のうちの大きい方の組み合わせに対応する複数の信号制御パラメータから構成されるものに限られない。例えば、交通管理区間ＳＥＣ１１以外の交通管理区間ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１３、ＳＥＣ１４が常に空いている又は常に混雑・渋滞しているなどにより、交通管理区間ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１３、ＳＥＣ１４の旅行時間をそれぞれ一定とみなせる場合は、信号制御パラメータテーブルは交通管理区間ＳＥＣ１１の旅行時間のみに対応する複数の信号制御パラメータから構成されていても良い。例えば、交通管理区間ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１３、ＳＥＣ１４が常に空いていて、それぞれの旅行時間が１２０秒未満であるとみなせる場合には、交通信号制御装置１（ＳＧ１１）に記憶されている信号制御パラメータテーブルは、図１１における信号制御パラメータ１１−１、１１−２、１１−３、１１−４のみから構成されていれば良い。この場合、交通信号制御装置１（ＳＧ１１）は、交通管理区間ＳＥＣ１１の旅行時間を取得し、この旅行時間が１２０秒未満か、１２０秒以上２４０秒未満か、２４０秒以上３６０秒未満か、３６０秒以上かに応じて、対応する信号制御パラメータを選択する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明に係る交通信号制御装置を含む交通信号制御システムの概要を示す模式図である。 車両に搭載されている車載装置の構成を示すブロック図である。 交通情報処理装置の構成を示すブロック図である。 交通信号制御装置−交通管理区間対応テーブルの例を示す説明図である。 本発明に係る交通信号制御装置の構成を示すブロック図である。 図１における交通信号制御装置１（ＳＧ１）に記憶されている信号制御パラメータテーブルの例を示す説明図である。 図１における交通信号制御装置１（ＳＧ２）に記憶されている信号制御パラメータテーブルの例を示す説明図である。 図１における交通信号制御装置１（ＳＧ３）に記憶されている信号制御パラメータテーブルの例を示す説明図である。 実施の形態２における本発明に係る交通信号制御装置を含む交通信号制御システムの概要を示す模式図である。 実施の形態２における交通信号制御装置−交通管理区間対応テーブルの例を示す説明図である。 交通信号制御装置１（ＳＧ１１）に記憶されている信号制御パラメータテーブルの例を示す説明図である。 交通管理区間組み合わせテーブルの例を示す説明図である。

符号の説明

１ 交通信号制御装置
１０１ 制御部
１０２ 灯器駆動部
１０３ 通信部
１０４ 記憶部
２ 信号灯器
３ 路上装置
３ａ 通信部
３ｂ 通信制御部
４ 交通情報処理装置
４０１ 制御部
４０２ 表示部
４０３ 通信部
４０４ 記憶部
４０５ 操作部
５ 車載装置
５０１ ＧＰＳ処理部
５０２ 方位センサ
５０３ 車速取得部
５０４ 通信部
５０５ 記憶部
５０６ 操作部
５０７ 表示部
５０８ 音声出力部
５０９ 制御部
１０ 車両
Ｉ 交差点
ＳＥＣ１、ＳＥＣ２、ＳＥＣ１１、ＳＥＣ１２、ＳＥＣ１３、ＳＥＣ１４ 交通管理区間

Claims (6)

1. １つの交差点に流入する複数の道路区間における交通を制御する交通信号制御装置であって、
   複数の信号制御パラメータを取得する信号制御パラメータ取得手段と、
   前記道路区間を移動する移動体の所定周期毎又は所定距離毎の時刻及び位置を含む軌跡情報に基づいて算出された当該道路区間における旅行時間又は当該旅行時間に基づいて算出された速度の情報を取得する旅行時間取得手段と、
   前記取得した旅行時間又は速度の情報に応じて、前記取得した複数の信号制御パラメータから一の信号制御パラメータを選択する信号制御パラメータ選択手段と、
   前記選択した信号制御パラメータを用いて前記道路区間に設置された複数の信号灯器における各信号灯色の点灯及び消灯を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする交通信号制御装置。
2. 前記信号制御パラメータには、サイクル長が含まれ、
   前記信号制御パラメータ選択手段は、前記複数の道路区間のうちの１又は複数の道路区間における旅行時間が大きいほど、又は前記複数の道路区間のうちの１又は複数の道路区間における速度が小さいほど、大きなサイクル長が含まれる信号制御パラメータを選択することを特徴とする請求項１に記載の交通信号制御装置。
3. 前記信号制御パラメータには、スプリットが含まれ、
   前記複数の道路区間には、少なくとも２つの、同時に通行権が与えられない通行権非同時道路区間が含まれ、
   前記信号制御パラメータ選択手段は、前記通行権非同時道路区間のうちの一の通行権非同時道路区間における旅行時間が当該通行権非同時道路区間のうちの他の通行権非同時道路区間における旅行時間よりも大きいほど、又は前記通行権非同時道路区間のうちの一の通行権非同時道路区間における速度が当該通行権非同時道路区間のうちの他の通行権非同時道路区間における速度よりも小さいほど、前記一の通行権非同時道路区間に対して通行権が与えられる時間の比率が、前記他の通行権非同時道路区間に対して通行権が与えられる時間の比率よりも大きくなるスプリットが含まれる信号制御パラメータを選択することを特徴とする請求項１に記載の交通信号制御装置。
4. 前記複数の道路区間には、少なくとも２つの、同時に通行権が与えられる通行権同時道路区間が含まれ、
   前記通行権同時道路区間のうちの一の通行権同時道路区間は、前記一又は他の通行権非同時道路区間のいずれか一方であり、
   前記通行権同時道路区間のうち、旅行時間が最も大きい通行権同時道路区間又は速度が最も小さい通行権同時道路区間を選択する旅行時間選択手段を備え、
   前記信号制御パラメータ選択手段は、
   前記選択した通行権同時道路区間における旅行時間を、前記一又は他の通行権非同時道路区間における旅行時間として取り扱い、あるいは、前記選択した通行権同時道路区間における速度を、前記一又は他の通行権非同時道路区間における速度として取り扱い
   前記一の通行権非同時道路区間における旅行時間が前記他の通行権非同時道路区間における旅行時間よりも大きいほど、又は前記一の通行権非同時道路区間における速度が前記他の通行権非同時道路区間における速度よりも小さいほど、前記一の通行権非同時道路区間に対して通行権が与えられる時間の比率が、前記他の通行権非同時道路区間に対して通行権が与えられる時間の比率よりも大きくなるスプリットが含まれる信号制御パラメータを選択することを特徴とする請求項３に記載の交通信号制御装置。
5. コンピュータに、１つの交差点に流入する複数の道路区間における交通を制御させるためのコンピュータプログラムであって、
   コンピュータを、
   複数の信号制御パラメータを取得する信号制御パラメータ取得手段と、
   前記道路区間を移動する移動体の所定周期毎又は所定距離毎の時刻及び位置を含む軌跡情報に基づいて算出された当該道路区間における旅行時間又は当該旅行時間に基づいて算出された速度の情報を取得する旅行時間取得手段と、
   前記取得した旅行時間又は速度の情報に応じて、前記取得した複数の信号制御パラメータから一の信号制御パラメータを選択する信号制御パラメータ選択手段と、
   前記選択した信号制御パラメータを用いて前記道路区間に設置された複数の信号灯器における各信号灯色の点灯及び消灯を制御する制御手段と
   して機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
6. １つの交差点に流入する複数の道路区間における交通を制御する交通信号制御方法であって、
   複数の信号制御パラメータを取得するステップと、
   前記道路区間を移動する移動体の所定周期毎又は所定距離毎の時刻及び位置を含む軌跡情報に基づいて算出された当該道路区間における旅行時間又は当該旅行時間に基づいて算出された速度の情報を取得するステップと、
   前記取得した旅行時間又は速度の情報に応じて、前記取得した複数の信号制御パラメータから一の信号制御パラメータを選択するステップと、
   前記選択した信号制御パラメータを用いて前記道路区間に設置された複数の信号灯器における各信号灯色の点灯及び消灯を制御するステップと
   を含むことを特徴とする交通信号制御方法。

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